一、碱性脱脂:破解钛网表面油污的"化学解构术"
- 溶液配制与作用机制
- 配方:氢氧化钠(NaOH)40g/L(提供强碱性环境,皂化动植物油脂)、碳酸钠(Na₂CO₃)30g/L(缓冲pH波动,维持脱脂稳定性)、磷酸三钠(Na₃PO₄·12H₂O)20g/L(螯合金属离子,防止钛网表面形成钝化膜)。
- 温度控制:70±5℃(低于60℃导致皂化反应速率下降40%,高于80℃可能引发钛网晶间腐蚀)。
- 物理辅助:采用超声波震荡(频率40kHz,功率密度0.5W/cm²),通过空化效应剥离孔隙内微米级油污,清洁效率较静态浸泡提升2.3倍。
2.操作规范与质量验证
- 浸泡时间:15分钟(通过接触角测量仪验证,初始接触角>90°,脱脂后需降至<30°)。
- 冲洗标准:三级逆流漂洗,去离子水电导率≤5μS/cm,确保Cl⁻残留<10ppm(避免后续酸洗局部过腐蚀)。
- 异常处理:若脱脂后表面出现彩虹色浮灰,需重新配制溶液并添加0.5g/L EDTA-2Na螯合杂质。
二、酸洗活化:构建钛网表面"纳米级反应锚点"
- 混合酸配方设计原理
- 氢氟酸(HF)10%:刻蚀钛表面氧化层(TiO₂),反应式:TiO₂ + 6HF → H₂TiF₆ + 2H₂O
- 硝酸(HNO₃)30%:提供氧化性环境,抑制氢氟酸过度腐蚀基体,同时形成致密氟化钛过渡层(厚度约50-100nm)。
- 协同效应:硝酸将反应产物H₂TiF₆氧化为可溶性TiF₄,避免表面沉积阻碍后续镀层结合。
2.关键工艺参数控制
- 时间精度:30±2秒(使用数字定时器控制,超时会导致表面粗糙度Ra>0.8μm,降低镀层结合力)。
- 动态漂洗:采用喷淋+浸没复合漂洗,纯水流量5L/min,确保酸液残留<0.1%(通过pH试纸快速检测)。
- 表面状态检测:酸洗后立即进行SEM观察,需呈现均匀的"蜂窝状"蚀刻形貌(孔径1-3μm,密度>10⁵个/cm²)。
三、表面质量三重验证体系
- 微观形貌分析
- 使用原子力显微镜(AFM)测量表面粗糙度,目标值Ra=0.3-0.5μm(太光滑导致镀层附着力不足,太粗糙增加铱消耗)。
- X射线光电子能谱(XPS)检测表面元素组成,氟含量需控制在5-8at%(过低影响活化效果,过高导致镀层脆化)。
2.结合力预评估
- 划格法:按ISO 2409标准,切割间距1mm,胶带剥离后镀层脱落面积需<5%。
- 弯曲试验:将钛网绕直径10mm圆棒弯曲180°,目视检查镀层无起皮、裂纹。
3.耐蚀性预测试
- 在3.5% NaCl溶液中进行电化学阻抗谱(EIS)测试,低频阻抗模值需>10⁶Ω·cm²(相当于240h盐雾试验无红锈)。